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¿Se equivocaron durante décadas? Afirman que el cerebro está integrado por dos sistemas nerviosos “empaquetados” en un solo órgano
Un estudio de Stanford cuestiona una teoría aceptada durante años sobre el desarrollo cerebral y propone que distintas regiones nacen de células diferentes
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LA NACION
Durante décadas, la neurobiología sostuvo que todo el cerebro surgía a partir de una misma población de células progenitoras presentes en las primeras etapas del desarrollo embrionario. Esa idea aparece en libros de texto, modelos experimentales y protocolos de laboratorio utilizados en todo el mundo. Sin embargo, un trabajo publicado en la revista Nature Neuroscience plantea que la realidad podría ser más compleja: las regiones cerebrales vinculadas con el pensamiento y aquellas encargadas de funciones básicas de supervivencia tendrían orígenes celulares distintos y recorrerían trayectorias de desarrollo paralelas desde etapas muy tempranas de la vida embrionaria.
La investigación, titulada “Dos progenitores paralelos del neuroectodermo contribuyen al desarrollo del cerebro”, fue liderada por Kyle Loh, profesor asociado de biología del desarrollo de Stanford Medicine, junto con los investigadores Carolyn Dundes y Rayyan Jokhai. Para realizar el estudio, el equipo trabajó con embriones de ratón y analizó la formación del cerebro durante las primeras etapas del desarrollo embrionario.
Según los autores, el cerebro anterior y medio, conocidos como prosencéfalo y mesencéfalo, surgen de una población de células progenitoras caracterizada por la expresión del gen Otx2. En cambio, el rombencéfalo, que incluye al tronco encefálico y las regiones encargadas de funciones esenciales como la respiración, el sueño, el ritmo cardíaco o el hambre, se origina a partir de otra población celular distinta asociada al gen Gbx2.
“Hemos demostrado por primera vez que la parte frontal del cerebro surge de una célula progenitora totalmente diferente de la que da origen a la parte posterior”, afirmó Kyle Loh al presentar su hallazgo.
Los resultados llevaron al equipo a proponer una interpretación más amplia sobre la evolución del sistema nervioso. Desde Stanford Medicine, a través de un comunicado, describieron el cerebro como el resultado de “dos antiguos sistemas nerviosos ingeniosamente empaquetados juntos”, una formulación que dio origen a muchos de los títulos que acompañaron la publicación del estudio.
Sin embargo, los investigadores aclaran que el trabajo no sostiene que existan dos cerebros separados ni que la anatomía cerebral conocida hasta ahora sea incorrecta. El cerebro sigue siendo un único órgano. Lo que cambia es la explicación de su origen embrionario. Según el nuevo modelo, las estructuras asociadas al pensamiento abstracto, el lenguaje y la conciencia no compartirían exactamente el mismo punto de partida biológico que las regiones responsables de mantener funciones automáticas indispensables para la vida.
Más allá del debate conceptual, el hallazgo también ofrece una posible explicación a un problema técnico que venía desconcertando a los neurocientíficos desde hacía décadas.
Mientras los laboratorios lograban obtener con relativa facilidad neuronas correspondientes a regiones anteriores del cerebro a partir de células madre, la producción de neuronas del rombencéfalo resultaba mucho más difícil. En numerosos experimentos, los intentos por generar ese tipo de células fracasaban sistemáticamente.
Según los autores, esos fracasos podrían deberse a que los investigadores estaban utilizando el tipo equivocado de célula progenitora. Si las neuronas del rombencéfalo nacen de una población distinta desde el comienzo, intentar producirlas a partir de células destinadas a formar otras regiones cerebrales sería, simplemente, un camino biológicamente inviable.
A partir de esta nueva comprensión, el grupo logró generar por primera vez neuronas humanas del rombencéfalo a partir de células madre pluripotentes humanas.
Los investigadores señalan que esas neuronas presentan características propias de esa región cerebral y podrían transformarse en una herramienta útil para estudiar enfermedades que afectan al tronco encefálico.
“Nuestro descubrimiento significa que ahora podemos cultivar neuronas de la parte posterior del cerebro, el rombencéfalo, en una placa de laboratorio y estudiar sus funciones”, explicó Loh.
Entre las posibles aplicaciones futuras aparecen trastornos neurodegenerativos incurables en la actualidad como la atrofia muscular espinal (AME) y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedades que afectan neuronas vinculadas con esas regiones cerebrales. El trabajo también podría ayudar al surgimiento de investigaciones sobre circuitos relacionados con el control del hambre, el sueño y otros procesos fisiológicos regulados desde el tronco encefálico.
La propia revista Nature, en una nota de análisis publicada junto con el estudio, destacó que los resultados desafían la imagen predominante sobre la formación del cerebro y ofrecen un nuevo camino para producir células que hasta ahora resultaban particularmente difíciles de obtener en laboratorio.
Como ocurre con muchos trabajos de investigación básica, los autores reconocen que todavía quedan preguntas abiertas. El estudio fue realizado principalmente en modelos animales y ahora será necesario determinar hasta qué punto las mismas reglas se aplican exactamente durante el desarrollo humano. También falta determinar hasta qué punto este modelo modifica la comprensión actual del desarrollo cerebral
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